JPS5840239B2 - シヨウトツボウシソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、中央に設けられたコンピュータにより集中
的に電気車を制御する交通システムにおいて、上記中央
コンピュータの故障等により、電気車が衝突するのを防
止する衝突防止装置に関するものである。

一般に、多数の電気車を中央のコンピュータにより集中
的に制御するシステムにおいて、制御の手法としてムー
ビングターゲツト法等が考えられている。

ムービングターゲットによる電気車の制御では、コンピ
ュータの中に一定の時間ヘッドで軌道上を走行するター
ゲットを仮想し、電気車が衝突しないようにこのターゲ
ットを割り当て、電気車をこのターゲットに追従させる
。

よって、電気車がこのターゲットに正確に追従している
限りは衝突することはないが、何らかの原因によりター
ゲットと電気車とが異常な位置ずれを生じた場合（こは
、電気車は非常に危険な状態に陥る。

また、中央のコンピュータあるいは通信系等の故障が生
じた場合にも、同様である。

従って、上記のような制御システムにおいては、主制御
系をバックアップするシステムが必要不可欠となる。

この発明は、主制御系とは別な制御系により在車検知、
車速検知等を行ない、主制御系に異常が生じた場合電気
車の速度を制御し車頭間隔（ある電気車がある地点を通
過してから次の電気車が上記地点を通過するまでの時間
）を広げ、電気車が衝突しないように主制御系をバック
アップすることを目的とするものである。

以下、図に示す実施例について説明する。

第１図はこの発明の実施例で、１は後述する第１、第２
の電気車に電力を供給する給電線、２゜３は点Ｘで合流
する軌道、４は中央コンピュータ（図示せず）の指令に
基づき軌道２を矢印の方向に走行する第１の電気車、５
は給電線１より集電し、上記第１の電気車４に電力を供
給する第１の電気車に設けられた集電子、６は上記第１
の電気車上に設けられ、上記中央コンピュータとの情報
の授受、後述する通信装置との情報の授受、上記中央コ
ンピュータおよび上記通信装置からの情報により第１の
電気車４の制御および車速の検出を行なう車両制御装置
、Ｉは第１の電気車４に設けられ上記中央コンピュータ
との交信を行なうためのアンテナ、８は第１の電気車４
に設けられ上記通信装置との交信を行なうためのアンテ
ナ、９は上記中央コンピュータと上記第１、第２の電気
車間の情報の伝送を行なう伝送路、１０は軌道３を矢印
の方向に走行する第２の電気車、１１は第２の電気車に
設けられた集電子、１２は第２の電気車上に設けられた
車両制御装置、１３．１４はアンテナで、それぞれ第２
の電気車１０に設けられ。

これらはユ述の電気車４が持つ集電子５、車両制御装置
６、アンテナ７．８と同様の働きをする。

１５は、上記第１．第２の電気車の在車区間情報、車速
情報等を入力とし、上記第１、第２の電気車が合流点Ｘ
に到着するまでの時間を計算し、上記第１、第２の電気
車の合流点Ｘに到着する時間間隔があらかじめ定められ
たｔｆ以下の場合には、合流点Ｘにおくれで到着すると
演算された（又は判断された）上記第１または第２の電
気車へ減速指令を出力する情報処理装置、１６ １７
１８９ ２ ９ １９．２０，２．１は軌道２あるいは３に沿って一定区
間毎に設置され、在車検知と、上記第１または第２の電
気車と誘導無線等による情報の授受と、情報処理装置１
５との間で後述する伝送線路を介して情報の授］受とを
行なう通信装置、２２２３ツ ν ２４．２５，２６，２７は軌道２，３に沿って配置され
、それぞれ通信装置１６ １７ １８ツ
９９ １９．２０，２１（Ｉこ接続され、はぼ一定の長さｌを
もつ通信ライン、２８は情報処理装置１５と通信装置１
６，１７，１８，１９，２０，２１を結ぶ伝送線路であ
る。

第１図のように構成されたものにおいて、軌道２．３を
それぞれ一定区間ｌ（例えば３０ｍ毎）に区分し、その
区間の各々に通信ライン２２〜２１、通信装置１６〜２
１を対応させて配置する。

軌道２の区間をＡＩ 、Ａ２．Ａ３．Ａ４．軌道３の区
間をＢｌ、Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４．ＢＳとし、軌道２，３の
合流後の区間をＣＩ 、Ｃ２とする。

第１、第２の電気車４，１０の在車区間の検出は、通信
装置１６〜２１のいずれかが上記電気車と交信可能かど
うかにより行ない、またこの時上記電気車上で検出して
いる車速情報をアンテナ８を介して上記通信装置が受け
ることにより上記電気車の車速を検出する。

第１図の例では、第１の電気車４は通信ライン２３の区
間を走行中で通信装置１Ｔと交信可能であり、第２の電
気車１０は通信ライン２６の区間を走行中で通信装置２
０と交信可能であるので。

第１の電気車４の在車区間はＡ２．第２の電気車１０の
在車区間はＢ２である。

情報処理装置１５は、通信装置１７．２０からの上記電
気車の在車情報、車速情報に基づいて上記電気車が上記
車速で合流点Ｘまで走行すると想定して、第１の電気車
４、第２の電気車１０の合流点Ｘまでの各々到着時間ｔ
１．ｔ２を計算する。

ここで、第１．第２の電気車４，１０は図示しない主制
御系の中心をなす中央コンピュータＱこより、合流点Ｘ
Ｉこはある車頭間隔（時間間隔）Ｔで到着するように制
御され、上記中央コンピュータの指令通りに走行してい
る限りは合流点Ｘで第１の電気車４と第２の電気車１０
とが衝突することはない。

しかし、もしここで上記中央コンピュータの故障等によ
り第１．第２の電気車４，１０に誤った速度指令を与え
たとし上記第１、第２の電気車の車頭間隔がある値より
小さくなると、第１．第２の電気車４，１０は合流点Ｘ
で衝突する可能性がある。

上記第１．第２の電気車４，１０が合流点Ｘで衝突する
可能性があるかどうかは次の様にして情報処理装置１５
が判断する。

即ち、第１の電気車４が区間Ａ２に存在する場合、上記
電気車の合流点Ｘまでの区間数は２゜Ａ３ Ａ４であ
り、この時の上記電気車の車速をツ ｖｌとし、区間Ａ３ 、Ａ４を車速ｖ１で走行すると想
定した時、上記電気車が区間Ａ３ Ａ４を走り 行するに要する時間ｔ１は区間長をｌとするとｔ１＝２
１／Ｖ１となる。

第２の電気車１０が区間Ｂ２に存在し、合流点までの区
間数を３ Ｂ３ Ｂ４ ＢＳとし、車速！
９９ ヲｖ２トシ、区間Ｂ３．Ｂ４．Ｂ５を車速ｖ２テ走行す
ると想定した時、上記電気車が区間Ｂ３゜Ｂ４ 、Ｂ５
を走行するに要する時間ｔ２はｔ２＝３１１／Ｖ２とな
る。

よって、情報処理装置１５で計算する車頭間隔ｔ３は、
ｔ３＝ｌ ｔｌ−ｔ２１となる。

情報処理装置１５は、あらかじめ設定された車頭間隔ｔ
ｆとｔ３とを比較し、ｔ３＞ｔｆであれば、第１．第２
の電気車４１０は衝突の可能性はないと判断し、ｔ３≦
ｔｆであれば衝突する可能性があると判断する。

ここで上記車頭間隔ｔｆは、合流点Ｘ（こ第１、第２の
電気車４，１０の内の一方の電気車が停止した場合、後
続の他方の電気車が衝突しない距離例えば−足置間長ｌ
に相当する時間である。

また、上記中央コンピュータの車頭間隔Ｔは。

上記車頭間隔ｔｆよりも大きく設定する。

これは、上記中央コンピュータが電気車を制御する場合
。

制御の余裕を見込むためである。

上記情報処理装置１５が、第１の電気車４と第２の電気
車１０との車頭間隔ｔ３を求めた結果、上記第１、第２
の電気車が合流点Ｘで衝突する可能性があると判断した
場合、上記情報処理装置１５は上記第１．第２の電気車
のうち、合流点Ｘに後（こ到着すると判断した電気車に
対し減速指令を出力した上記車頭間隔ｔ３が上記車頭間
隔ｔｆよりも大となるように制御する。

今、ｔ３＜ｔｆで、第２の電気車１０の方が第１の電気
車４よりも後に合流点Ｘに到着する場合、情報処理装置
１５は伝送路２８、通信装置２０、通信ケーブル２６、
アンテナ１４を介して第２の電気車１０の車両制御装置
１２に、減速指令つまり現在の車速よりも低い車速指令
を出力する。

車両制御装置１２は、上記中央コンピュータからの速度
指令と、情報処理装置１５よりの速度指令とを比較し、
低い方の速度指令によって、第２の電気車１０を走行さ
せるので、情報処理装置１５からの減速指令により、第
２の電気車１０の車速は下げられ車頭間隔ｔ３は次第に
大きくなり、第１、第２の電気車４，１０が合流点Ｘで
衝突しない車頭間隔ｔｆまで広げられる。

ここでは、第１．第２の電気車４１０の位置を在車区間
によって検出するため、これでは上記電気車の位置を区
間長ｌ毎（こしか検出できないが。

上記電気車上で上記電気車の移動距離を計測し。

この情報から情報処理装置１５が在車区間のどの位置に
上記電気車がいるかを検知することにより、より正確に
第１．第２の電気車の車頭間隔ｔ３を求めることができ
上記電気車をより正確に制御することが可能である。

また、合流点Ｘに先に到着する電気車の速度を増すこと
により車頭間隔ｔ３を広げてもよい。

第２図は、この発明の他の実施例を示し、２９は第１の
電気車４に設置され、伝送路９．アンテナ７を介して上
記中央コンピュータと情報の授受を行なうと共に、上記
第１の電気車に対する給電の停止を検知してブレーキを
作動させる負荷制御装置、３０は第２の電気車１０に設
置され負荷制御装置２９と同様の働きをする負荷制御装
置、３１．３２，３３，３４，３５，３６は後述する中
央処理装置からの指令により各々に対応する後述するコ
ンタクタのオン、オフおよび後述する変流器によって在
車検知、車速検出を行ない、上記中央処理装置へ在車区
間情報、車速情報を伝送する制御装置で第１図の通信装
置１６〜２１に相当する。

３７，３８，３９，４０，４１，４２は給電線１より後
述する分割給電線への電力の供給を制御するコンタクタ
、４３，４４，４５，４６゜４７４８は第１．第２の電
気車が上記分割給電ツ 線より電力の供給を受けることにより在車区間を検出す
るための変流器、４９，５０，５１，５２゜５３５４は
分割配置され上記コンタクタがオンツ している期間給電線１より供電されほぼ一定の長さｌを
持つ分割給電線、５５は上記制御装置から上記在車区間
情報、上記車速情報を入力とし、上記コンタクタを制御
する情報を出力する中央処理装置で第１図の情報処理装
置１５に相当する。

第２図の実施例において、上記変流器による在車検知お
よび車速の検知は次のようにして行なう。

今、第１の電気車４が区間Ｄ２を走行している場合、上
記第１の電気車４は分割供電線５０より集電する。

（ここでコンタクタ３８はオンしている）。

この時、給電線１より分割給電線５０に電流が流れるの
で、変流器４４でこれを検出することにより、上記第１
の電気車４が区間Ｄ２を走行するのを検出することがで
きる。

また、制御装置３２により第１の電気車４が区間Ｄ２を
走行する時間を計測することにより上記第１の電気車の
区間Ｄ２における平均速度を計算することができる。

制御装置３２は上記のようにして行なった在車区間情報
および車速情報を中央処理装置５５に送出する。

また、第２の電気車１０が区間Ｅ２を走行している場合
、制御装置３５は制御装置３２と同様にして在車区間情
報および車速情報を中央処理装置５５へ送出する。

中央処理装置５５は、制御装置３２．３５からの在車区
間情報と、上記第１、第２の電気車４，１０が走行して
いる区間Ｄ２゜Ｅｌよりも１つ前の区間ＤＩ Ｅｌの
平均速度より り第１図の実施例と同様にして第１．第２の電気車４，
１０の合流点Ｘまでの走行時間ｔ１．ｔ２を計算する。

ここで１区間Ｄ１の平均速度を用いるのは、第１の電気
車４が区間Ｄ２０走行を完了して、初めて制御装置３２
は第１の電気車４の区間Ｄ２の平均速度が計算可能とな
るためである。

区間Ｅ１の平均速度を用いるのも同様の理由による。

中央処理装置５５は上記走行時間ｔ１．ｔ２より上記第
１．第２の電気車の車頭間隔ｔ３を計算し、もしあらか
じめ設定された車頭間隔ｔｆよりもｔ３が小さければ中
央処理装置５５は、第１、第２の電気車４，１０が合流
点Ｘで衝突する可能性があると判断し、合流点Ｘにおく
れで到着する方の電気車を減速させ車頭間隔ｔ３が、上
記車頭間隔ｔｆよりも大きくなるようにする。

これは、次の様にして行なう。

今、ｔ３＜ｔｆで、第２の電気車１０の方が。

第１の電気車４よりもおくれで合流点Ｘに到着し。

上記電気車が区間Ｅ２を走行している場合、中央処理装
置５５は適当な時間コンタクタ４１をオフする指令を制
御装置３５に出力する。

コンタクタ４１がオフすると給電線１からの分割給電線
５３への給電が停止され、第２の電気車１０への給電は
停止する。

車上制御装置３０は給電の停止を検出するとブレーキを
作動させるので減速されることになり、従って１３〉ｔ
ｆとやがてなり第１．第２の電気車は衝突する可能性が
ないように制御される。

なお、第１図、第２図の実施例では電気車は全てこの発
明には、その制御機能を説明していない中央コンピュー
タより制御されているが、例えば中央コンピュータが故
障した場合等でも上記電気車が運転手によって運転され
る場合、この発明装置が働いている時には衝突せずに安
全ｔこ制御されるものであることはいうまでもない。

なお、第１図、第２図の実施例では、在車検知を行なう
区間長ｌを全ての区間について一定としたが、実際には
軌道の直線部と曲線部とでは変える必要がある。

これは、電気車が曲線部を走行する場合、高速で走行す
ると電気車の遠心加速度が大きくなり乗りごこちが悪く
なり、直線部を走行する場合に比べて低速で走行しなけ
ればならない点を考慮する必要があるためである。

第３図の左半分のグラフは電気車が一定速度で走行した
場合の、ある地点からの距離と該距離を走行するのに要
する時間を示したものである。

第１図の実施例で情報処理装置１５が一定時間間隔ｔｓ
で在車区間情報を受は取る場合、普通直線部を走行する
電気車よりも曲線部を走行する電気車の方が速度が低い
ので、直線部を走行する電気車より曲線部を走行する電
気車の方が時間ｔｓに走行する距離が小さくなる。

従って、全ての軌道について在車検知を行なう区間長ｌ
を一定にした場合、曲線部を走行する電気車の在車検知
が粗くなり、これを防ぐためには曲線部の区間長を直線
部に比べて小さくする必要がある。

第１図、第２図の実施例のような合流している軌道では
普通一方の軌道は直線で、他方の軌道は曲線となるため
、当然一方の軌道と他方の軌道とでは区間長が異なる。

また、電気車が曲線部を高速で走行してきた場合には、
乗り心地を良くするために、あらかじめ定められた減速
区間（こより減速する。

この場合の曲線部の距離と該距離を走行する時間との関
係を第３図の右半分に示す。

ここでは、例えばＶ＝４０ｂ／ｈで曲線部を走行してき
た電気車はしだいに減速され、つまりグラフの傾きがし
だいに大きくなり、速度が曲線部を安全ｆこ走行できる
値にまでなった後、一定速度で走行することを示してい
る。

このような場合ｆこは、直線部を走行する電気車と走行
時間が等しくても、走行距離が大巾に異なる。

以上のように、第１の発明によれば、コンピュータの故
障などにより、第１の軌道を走行する電気車と第２の軌
道を走行する電気車とが合流点で衝突するような危険な
状態ｆこ陥っても、それぞれの軌道を走行している電気
車の走行速度の違いＥこかかわらず確実Ｅこ衝突を防止
でき、安全な状態Ｅこ制御できるという特有の効果が奏
される。

第２の発明によれば、給電を停止させることによって車
上ブレーキを作動させて減速させているので、第１の発
明と同様の効果が得られる。

また。第２の発明によれば、電気車に設けられた制御装
置が故障した場合であっても、中央処理装置からの指令
によって給電を停止でき、衝突を確実に防止できる効果
がある。

さらに、第１および第２の発明によれば、軌道を所定の
区間で区分しその区間の在車検知により電気車の位置検
出を行なっているので１位置検出装置が簡単となり、ま
た瞬時速度と区間数ｔこ基づいて電気車の車頭間隔を演
算しているので、システムを安価ｔこ構成できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はこの
発明の他の実施例を示す構成図、第３図は電気車の距離
と該距離を走行する時間の関係を示すグラフである。 図中、１は給電線、２，３は軌道、４，１０は電気車、
５，１１は集電子、６．１２は車両制御装置、７，８，
１３，１４はアンテナ、９は伝送路、１５は情報処理装
置、１６〜２１は通信制御装置、２２〜２７は通信ケー
ブル、２８は電送線路、２９．３０は負荷制御装置、３
１〜３６は制御装置、３７〜４２はコンタクタ、４３〜
４８は変流器、４９〜５４は分割給電線、５５は中央処
理装置である。 なお１図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 合流点Ｑこおいて１つの軌道となる第１および第２
   の軌道、 前記第１および第２の軌道上を走行しかつアンテナを含
   む複数の電気車、 前記合流点から上流側の前記第１および第２の軌道の所
   定距離の間に、対応する軌道に沿って所定区間ごとに分
   割配置された複数の通信ライン、前記複数の通信ライン
   のそれぞれに接続された複数の通信装置。 前記複数の通信装置と接続され、゛これらの通信装置か
   ら受信される前記第１および第２の軌道上を走行する前
   記各電気車の在車区間情報と車速清報とに基づいて、各
   電気車が前記合流点Ｇこ到達するまでの時間を予測演算
   して比較し、この差が予め設定された時間間隔よりも小
   さいとき、第１および第２の軌道のそれぞれｌこおける
   電気車の存在している区間の通信装置に対して車速の減
   速指令を出力する情報処理装置、ならびに 前記第１および第２の軌道に沿って走行する複数の電気
   車に設けられ、前記アンテナおよび前記通信ラインを介
   して前記情報処理装置と交信し。 前記車速の減速指令を受信したことに応答して当該電気
   車に制動をかける車両制御装置を備えた。 衝突防止装置。 ２ 合流点において１つの軌道となる第１および第２の
   軌道。 前記第１および第２の軌道上を走行する電気車、前記合
   流点から上流側の前記第１および第２の軌道の所定距離
   の間に、対応する軌道に沿って所定区間ごとに分割配置
   された複数の電源ライン、前記複数の電源ラインのそれ
   ぞれに接続され、前記第１および第２の軌道上を走行す
   る電気車への給電状態を検知することにより在車の有無
   と車速とを検出し、かつ各電源ラインへの電力供・給を
   制御する制御装置、 前記複数の制御装置と接続され、これらの制御装置から
   受信される前記第１および第２の軌道上を走行する電気
   車の在車区間情報と車速清報とに基づいて、各電気車が
   合流点に到達するまでの時間を予測演算して比較し、こ
   の差が予め設定された時間間隔よりも小さいとき、第１
   および第２の軌道のそれぞれｆこおける電気車の在車し
   ている区間の制御装置に対して電力の供給停止指令を出
   力する情報処理装置、ならびに 前記第１および第２の軌道に沿って走行する複数の電気
   車に設けられ、走行している区間の電源ラインからの給
   電が遮断されたことに応答して当該電気車に制動をかけ
   る負荷制御装置を備えた、衝突防止装置。